PLS法在重庆巫山县邓家屋场滑坡稳定性影响因素分析中的应用

滑坡各影响因素之间存在较强的相关性。偏最小二乘回归(PLS)方法在一个算法下同时实现了回归建模(多元线性回归分析)、数据结构简化(主成分分析)以及两组变量间的相关分析(典型相关分析),给因变量之间存在较高相关性的回归带来极大的便利。为了探讨PLS方法在滑坡稳定性影响因素分析中的适用性,选取位于三峡水库区巫山县的邓家屋场滑坡为试验区。在考虑三峡水库蓄水后引起的地下水力坡度变化、地震因素以及建筑物因素对邓家屋场滑坡稳定性的影响条件下,建立了滑坡稳定性系数与以上指标的PLS回归方程,以期达到对邓家屋场滑坡稳定性影响因素敏感性的分析目标。计算建立的回归模型为:K*=0.181468×C*+0.274876×φ*-0.611369×J*-0.238604×α*-0.105219×ΔW*。表达式各因素影响力的排序为:地下水力坡度>滑动面内摩擦角>地震加速度>滑动面内聚力>滑体均匀加载。结果表明,采用偏最小二乘回归方法对滑坡稳定性影响因素进行分析具有物理意义明确、计算简单、建模效果好、解释性强的特点,是一种可行的解决方案。     

基于饱和渗透系数空间变异结构的斜坡渗流及失稳特征

以往研究一般采用单随机变量方法（SRV）或基于水平或垂直方向波动范围生成的空间变异随机场来模拟岩土参数的空间变异性,对具有倾斜定向特征的空间变异随机场未有涉及.基于条件模拟相关理论和非侵入式随机有限元的理论框架,提出了利用序贯高斯模拟方法进行斜坡参数条件随机场模拟并运用有限元方法进行斜坡渗流和稳定性分析的方法.针对理想边坡,对各向同性和几何各向异性的共7种空间变异结构的饱和渗透系数（K_s）各进行了200次条件随机场模拟,基于条件随机场模拟结果进行了有限元渗流和稳定性计算,对每种空间变异结构多次计算结果进行了统计分析.结果表明:本文所提出的方法不仅再现了研究区域参数的空间二阶统计特性,通过设定变异函数参数进行不同空间变异类型、变异程度、变异定向性的随机场模拟,同时利用现场观测数据对随机场模拟结果进行条件限制,从而提高了随机场的赋值精度;K_s的空间变异结构对孔隙水压力的分布规律、地下水位线变化范围、稳定性系数和最危险滑动面分布特征均有一定程度的影响.本研究为库岸斜坡稳定性评价提供方法支撑.      

应变软化边坡渐进破坏模式及稳定性可靠度

针对现有考虑应变软化效应的边坡渐进破坏分析模型中计算假定条件不符合实际情况的不足,以三峡库区赵树岭滑坡为研究对象,考虑地下水位波动和地震力的影响,提出用于分析多场耦合条件下应变软化边坡渐进破坏模式及稳定性可靠度的方法.结果表明,地下水位波动和地震力会不同程度地影响滑坡的渐进破坏模式和破坏概率.滑坡在145 m、175 m水位和库水位从175 m陡降为145 m三种工况下整体稳定,但分别有14.119%、20.266%和21.797%的概率发生局部渐进破坏;在烈度为Ⅶ的地震力作用下同时考虑3种蓄水工况,该滑坡分别有34.067%、38.061%和38.405%的概率发生整体渐进破坏;根据滑坡渐进破坏模式指出最佳加固位置应在沿江大道前沿.该分析方法具备可靠性,可为边坡的渐进破坏模式及稳定性评价研究提供参考.      

滑坡演化的基本属性与研究途径

我国是世界上滑坡地质灾害最严重的国家,重大滑坡防治是国家防灾减灾重大而迫切的战略需求.自然界经历了漫长的演化过程,演化是滑坡的基本属性,是滑坡工程地质研究的重要基础.滑坡演化机理、演化特征的正确认识及其定量表征,是滑坡预测预报和防控研究的关键组成部分.在归纳自然界演化共有特征的基础上,系统阐述了滑坡动力来源、演化形式、孕育模式、演化阶段和演化状态等基本属性;提出多场关联监测是揭示滑坡演化特征的有效手段,介绍了近期取得重要技术突破——滑坡柔性大变形监测技术;提出了演化在重大滑坡预测预报和防治中的应用途径,指出了重大滑坡演化进一步研究的方向.      

兰州黄河阶地演变过程对滑坡活动的控制效应

为探索特殊地质环境-河流阶地孕育滑坡的相关性, 更深入地认识这类河流岸坡的变形破坏过程, 在广泛分析区域工程地质资料的基础上, 从第四系地貌学与工程地质学相结合的角度, 研究了兰州市黄河河谷演化发育的阶段性特征和黄河阶地演化对滑坡的控制效应及其诱发模式.研究表明: (1)黄河河谷的演化对兰州地区滑坡发育的控制作用具有时间上的阶段性和空间上的分带性, 在河谷演化不同阶段滑坡有着不同的发育模式和形成机理; (2)阶地型滑坡主要诱发因素为新构造运动的强烈抬升、黄河强烈下切以及阶地形成期相对湿润的古气候.第三系泥岩地层间形成的软弱夹层可诱发大型黄土泥岩滑坡, 而黄土层内多发中小型崩滑.河谷演化期间, 滑坡的发生可能导致部分阶地的缺失.      

渗透作用下滑带细观结构演变特性

库岸滑坡受到库水升降作用影响, 内部渗透压力会产生周期性的变化。动态渗透压力会导致滑带结构与强度产生劣化, 进而影响滑坡整体稳定性。为揭示滑带在渗透作用下的结构演变特征, 通过室内渗流试验结合CT扫描技术获取了黄土坡滑坡滑带在不同渗流条件下的细观结构特征, 采用Avizo软件量化滑带细观结构参数, 定量分析了不同渗透条件下滑带结构的演变规律。结果表明, 滑带的渗透系数随渗流时长的增加而呈指数形式下降, 且水力梯度越大最终试样的渗透系数越小; 连续的CT重构图像显示渗流过程中部分黏土团聚体发生解体, 大孔隙被附近的细颗粒逐渐充填, 试样结构的宏观均一性增强; 统计数据表明滑带土的表观孔隙率由5%下降到了1%, 等效直径小于80 μm的孔隙占比随渗流时长的增加而增多, 而等效直径大于80 μm的孔隙占比随渗流时长的增加而减少。结果证明周期性渗透作用会影响滑带内孔隙结构的分布特征, 细观上表现为大孔隙被小颗粒充填, 导致渗流通道变得细长而弯曲, 孔隙的有效连通性被削弱, 宏观上表现为渗透系数随渗流时长的增加而降低。      

数字钻孔图像兴趣区域分割与岩体结构面特征识别

针对现有数字钻孔图像分析技术的不足,提出新分析方案以实现数字钻孔摄像技术（BCT）所采集钻孔内壁图像的自动化、定量化结构面检测、识别与分析.首先,对数字钻孔图像进行预处理,设计特征信号DH,检测并获取兴趣区域;然后,使用低精度Hough变换快速检测结构面兴趣区域内的结构面分布特征,利用聚类算法分离出单一结构面后,针对单一结构面进行亚像素级Hough变换,以获取结构面的正弦参数;最后,根据结构面正弦参数,计算出结构面的倾向、倾角等信息.通过对如美水电站左坝肩数字钻孔图像实例进行分析,利用本算法完成图像中结构面的自动分割与特征识别,成功获取其几何信息,并与传统人工辅助方案结果进行对比,验证了该算法的可靠性.      

对强度折减法若干问题的讨论

强度折减法是数值模拟处理边坡稳定问题的常用方法,由于影响该方法计算精度的因素很多,所以该方法仍未在工程界得到确认和推广。本文采用FLAC（显式拉格朗日有限差分法）进行计算,通过对算例结果进行比较,阐明了在边坡稳定分析中边界范围和网格的疏密对强度折减法结果的影响,特别地,在边界范围上摆脱了数值模拟方法的建模原则的束缚,即边界范围取足够大的原则,并用计算结果极好地证明了结论的可靠性。     

地下排水对滑坡稳定性影响动态研究

提出了考虑孔隙水压力的滑坡稳定性计算方法,对工程中常用的不平衡推力法进行改进。以某个水电工程滑坡为例,采用FLAC3D进行三维数值分析,对滑坡在地下隧洞排水过程中的孔隙水压、水位及流量等变化进行了模拟。利用FLAC3D计算结果,并使用FISH语言编程,得到改进后的不平衡推力法的所需数据,对滑坡的稳定性变化进行了动态研究。计算结果表明,上述方法很好地反映了地下排水过程中稳定性增长过程,同时表明常规的计算方法低估了地下排水在提高滑坡稳定性和降低剩余下滑力方面的作用。     

指数趋势模型在斜坡变形位移预测中的应用

应用斜坡变形破坏预测的一种新方法--指数趋势模型,预测了链子崖危岩体GA监测点的位移量。首先,把非线性的指数趋势模型经线性化处理后,用线性最小二乘法对待定参数作出估计, 然后,得出指数趋势模型,并对危岩体位移量进行了预测,其预测结果与实际位移值误差很小,说明该方法可用于斜坡变形破坏的预测预报。最后,还对预测值的区间和区间长度作出了预测。